川观新闻记者 高杲
6月24日,由教育部推荐、国家自然科学基金委员会批准立项的国家重大科研仪器研制项目——“2.5米大视场高分辨率太阳望远镜”(以下简称WeHoST)正式落户稻城,四川省人民政府支持,省发展改革委批复立项的配套项目启动建设。
“WeHoST”由南京大学联合中国科学院南京天文光学技术研究所、中国科学院云南天文台、中国科学院光电技术研究所等单位共同研制,是全球最大的轴对称太阳望远镜。
近年来,从高海拔宇宙线观测站(以下简称“拉索”)到圆环阵太阳射电成像望远镜(以下简称“千眼天珠”)再到“WeHoST”,四川正推进重大科技基础设施集群建设,加快探索宇宙前沿的步伐。
为望远镜配备大视场地表层自适应光学系统。(中国科学院光电技术研究所供图)
高山之中搭建“观天神器”
既看得清又看得全,可以观测整个太阳活动区
目前,望远镜本体即将建造完毕,观测台址选在海拔4700米的四川稻城无名山上。
“它的特点就藏在名字里。”说到“WeHoST”,项目组成员之一、中国科学院光电技术研究所研究员张兰强介绍,所谓“大视场”是指看得全,“高分辨率”是指看得清。
目前,现有的太阳望远镜主镜口径在1米左右,虽然能够清晰观察到太阳表面小尺度的精细结构,但往往难以观测到太阳整个活动区域。
WeHoST主镜口径达2.5米,具备7角分圆视场,将视场范围扩大至现有设备的3—4倍,能够完整覆盖整个太阳活动区。同时,项目团队为望远镜配备大视场地表层自适应光学系统,在大视场范围内实时补偿大气湍流对成像分辨率的影响,使其能够更清晰全面掌握太阳每一次爆发活动的细节。
看得更全、更清,是为了更好进行空间天气预报和太阳活动监测。与地球有刮风下雨等天气情况一样,太阳也会产生耀斑、日冕物质抛射等剧烈运动,每次释放的能量相当于上百亿枚原子弹爆炸,将对日地空间环境以及通信、导航等科技活动产生影响,这种太阳活动引起短时间尺度上的变化就是空间天气。
在空间天气中,“风”就是太阳风,“雨”就是来自太阳的带电粒子雨,这些“天气”轻则干扰短波通信,严重情况下还会减少卫星寿命,破坏地面电网和石油管线。张兰强介绍,通过WeHoST的观测,并结合数据驱动模拟,能够详细研究太阳爆发现象,剖析其背后的物理规律,以期在未来实现对太阳风暴进行预警预报,进而预防空间天气带来的危害。
白天观太阳,夜晚还可以看星星。每到晚上,WeHoST将在10分钟内,通过平面反光镜转折光路完成日夜光路切换,进入“夜间模式”,用于观测超新星、引力波、超大质量黑洞吞噬恒星等快速变化的天体现象。
“观天神器”齐聚稻城
既有自身原因也与发展有关,将解开更多宇宙的奥秘
以“WeHoST”为中点,多个“观天神器”正在稻城汇集。
噶通草原上,“千眼天珠”建成全球规模最大的太阳观测“望远镜”,每天“盯”着太阳看,监测太阳爆发活动,对空间天气进行预报和预警。
海子山群山中,“拉索”昼夜不停地接收着来自外太空的神秘信号,对当今最重要的科学前沿课题——高能宇宙线起源问题发起冲击。今年1月,随着大型超高能伽马源立体跟踪装置LACT项目在稻城启动建设,还给“拉索”配上了一台“高清望远镜”,继续叩问宇宙线起源这一“世纪之谜”。
放眼整个稻城县,以天文科学园和皮洛遗址为核心,打造了以海子山、无名山、波瓦山为支撑的“1+3”天文考古集群。
“观天神器”集聚稻城,为何?
一个原因是,和稻城的自然条件、基础设施有关。
比如,“WeHoST”落地稻城,看中的是这里得天独厚的大气条件和日照资源,为太阳观测提供了理想环境。
再比如,科研团队曾花了5年时间,走访了几十个备选站址,最终选择了稻城县海子山给“拉索”安家。“拉索”首席科学家曹臻在此前接受采访时表示,这里海拔高,地势平坦,还有大大小小上千个湖泊,可以满足用水需求。此外,这里还有良好的交通条件和通信网络,能够确保海量数据的收集和传输。
但更为重要的,还是发展的需要。
值得一提的是,在“WeHoST”落户稻城的10多天前,第二届“一带一路”科技交流大会国际大科学计划论坛在成都举行,会上发起了国际子午圈大科学计划,将助力应对全球空间天气灾害。
“空间天气是全球性现象,应对空间天气灾害是全人类面临的共同挑战。”论坛上,中国科学院院士、中国科学院国家空间科学中心主任王赤说,日地空间是当前航天活动、空间开发利用的主要区域,被认为是陆、海、空环境之外,人类活动的“第四环境”,希望联合更多空间天气监测与研究力量,通过全球性布局、多样化观测手段,助力人类空间天气研究取得重大突破。
事实上,不管是子午工程(二期)标志性设备——“千眼天珠”,还是可以观测整个太阳活动区的“WeHoST”,都将提升全球空间天气灾害预警预报能力,而随着更多各种类型“观天神器”的汇集,将揭开更多关于宇宙的奥秘。